JPH04238648A - 薄板連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タンディッシュと薄板
連続鋳造ロールとを備えた薄板連続鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な金属系の薄板を製造するには、
従来、まず固定鋳型を用いた、いわゆる竪型の連続鋳造
機により厚さ２００〜３００ｍｍの鋳片を製造し、さら
に、その鋳片に図示していない熱間圧延や冷間圧延を施
して所望の薄板にするという２つの工程を用いている。 竪型連続鋳造機は、図３に示すように、下部に配置され
た竪型の連続鋳造機１と、その上部に配置されたタンデ
ィッシュ３とからなっている。タンディッシュ３は連続
鋳造機１に溶鋼６を供給する（すなわち注鋼する）ため
の注鋼ノズル４、および注鋼量を調整するための機械的
な開度調整ストッパ５を備えている。連続鋳造機１内の
溶鋼レベル（湯面）が溶鋼レベル検出器１１によって検
出され、それが所定値となるように溶鋼レベルコントロ
ーラ１２および開度調節器１３を介して開度調整ストッ
パ５の開度が調節される。

【０００３】すなわち、溶鋼レベル検出器１１によって
検出された連続鋳造機１内の溶鋼レベルが所定値より高
い場合には、溶鋼レベルコントローラ１２を介して開度
調節器１３に開度調整ストッパ５の開度を小さくするよ
うな制御が行われ、逆に、溶鋼レベルが所定値よりも低
い場合には、開度調整ストッパ５の開度を大きくするよ
うな制御が行われる。このようにして鋳型１内の溶鋼レ
ベルが常に所定値に保たれるように制御される。

【０００４】従来の連続鋳造機においては、鋳造速度が
１〜３ｍ／分程度と遅く、かつ、モールド容量が大きい
ため、溶鋼量が時間に対し周期が大きく変化する要素の
みを機械的な開度調整ストッパにより調整することのみ
によりモールド内の溶鋼レベルの変化を問題の無い範囲
に抑えることが可能である。

【０００５】一方、連続鋳造機において、厚さ数十ｍｍ
以下の極薄の鋳片を一挙に高速で鋳造することができれ
ば、極めて能率的な鋳造機となる。しかしながら、それ
は現実的には困難である。というのは、鋳型１と鋳片２
との間の相対速度が大きすぎて品質の安定した製品を得
ることができないからである。

【０００６】一方、銅や亜鉛、アルミニウムなどの、い
わゆる非鉄金属板材の鋳造は、図４に示すようなツイン
ロール型の鋳造機、あるいは図５に示すようなツインベ
ルト型の鋳造機の実用化により、溶鋼から直接厚さ数十
ｍｍ以下の薄板材を製造できるようになっている。

【０００７】図４は従来の一般的なツインロール型の鋳
造機を概念的に示したものであり、タンディッシュ３内
の溶鋼６は注鋼ノズル４を介してツインロール７Ａ，７
Ｂおよび側面せき８で囲まれた溶鋼溜めに注入される。 溶鋼溜め内の溶鋼はツインロール７Ａ，７Ｂの矢印方向
の回転により鋳片２を高速で鋳造する。

【０００８】また、図５は従来のツインベルト型の鋳造
機を概念的に示したものであって、タンディッシュ３内
の溶鋼６は注鋼ノズル４あるいはタンディッシュ３に付
設された図示していない樋を介して上下一対の無端ベル
ト１０Ａ，１０Ｂ間に供給され、矢印方向への進行に伴
って鋳片２が高速で鋳造される。なお、上部無端ベルト
１０Ａは一対のプーリ９Ａ，９Ｂ間に巻き掛けられ、下
部無端ベルト１０Ｂは一対のプーリ９Ｃ，９Ｄ間に巻き
掛けられている。ここでは、注鋼ノズル４はタンディッ
シュ３の下面ではなく、側面に設けられている。

【０００９】ところで、近年、一般の金属薄板鋳造技術
の分野において溶鋼凝固現象の技術的解明が進んだこと
や冷却技術の進歩などが与かって、非鉄金属板材用の薄
板鋳造機として前述のツインロール型の鋳造機、あるい
はツインベルト型の鋳造機の実用化が進んでいる。

【００１０】ここで、今日、実用化に至っている、ある
いは実用化が進められている非鉄金属系または鋼材系の
ツインロール型あるいはツインベルト型の薄板鋳造法に
おける溶鋼レベルの制御においても、前記従来の竪型の
連続鋳造機に採用されているものと同様の方式を用いて
いる。すなわち、図４および図５に示したように、溶鋼
レベル検出器１１を設け、ツインロール７Ａ，７Ｂある
いはツインベルトすなわち無端ベルト１０Ａ，１０Ｂ間
における溶鋼レベルが所定値となるようにに、機械的な
開度調整ストッパ５の開閉による溶鋼の供給量制御を行
っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ツインロール型（図４
）あるいはツインベルト型（図５）の薄板鋳造機におい
ては、鋳造速度が高速であること、ツインロール７Ａ，
７Ｂ間あるいは無端ベルト１０Ａ，１０Ｂ間に形成され
る溶鋼溜め容量が小さいこと等の理由から、供給量の変
動は直ちに溶鋼レベルの変化として現われる。溶鋼レベ
ルが変化するとブレークアウト（製品の切断）やオーバ
ーフロー（溶鋼溜めからの溶鋼のオーバーフロー）、あ
るいは浮遊非鉄金属介在物の巻込みによる製品品質の低
下といった不都合を生じる。

【００１２】とくに高速薄板鋳造においては、微小な溶
鋼レベルの変化も製品品質に大きく影響を与える。すな
わち、従来の連続鋳造法において用いられていた機械的
なストッパによる開度調整では、速応性や、開度対流量
特性の非直線性などに起因する精度の制御性が悪いこと
などにより適切な溶鋼レベル制御ができないという不都
合があった。加えて、注鋼量の調節が機械的機構である
ため、頻繁な動作に対しては信頼性のある注鋼量調整精
度を維持することができない。

【００１３】本発明は上述の事情を考慮してなされたも
ので、連続鋳造のための溶鋼のレベル変動を、より合理
的に抑制しうる薄板連続鋳造装置を提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の薄板連続鋳造装
置は、注鋼ノズル部に開度調整ストッパを有するタンデ
ィッシュと、このタンディッシュから供給される溶鋼を
入側の溶鋼溜めに受け、出側から連続鋳造された薄板を
排出する薄板連続鋳造ツインロールと、開度調整ストッ
パの周りに設けられ、内部を通る溶鋼に高周波磁場を与
える高周波磁場発生装置と、溶鋼溜めの溶鋼レベルを検
出する検出手段と、この検出手段によって検出された溶
鋼レベルの変動を分析し、緩慢に変化する変動幅の大き
い第１の変動成分と急激に変化する変動幅の小さい第２
の変動成分とを求める変動分析手段と、第１の変動成分
を除去するようにツインロールの回転速度を調整する第
１の制御手段と、第２の変動成分を除去するように高周
波磁場発生装置の発生磁場の強さを調整する第２の制御
手段と、溶鋼レベルが所定の変動範囲を超えたときそれ
を所定の変動範囲内に収めるように開度調整ストッパの
開度を調整する第３の制御手段とを備えたものである。

【００１５】

【作用】薄板連続鋳造ツインロールに溶鋼を供給するタ
ンディッシュの注鋼ノズルの周りにその内部を落下する
溶鋼に高周波磁場を与える高周波磁場発生装置を設け、
溶鋼レベル検出器によって検出されたツインロールの溶
鋼溜めの溶鋼レベルの変動を分析して緩慢に変化する変
動幅の大きい第１の変動成分と急激に変化する変動幅の
小さい第２の変動成分とを求め、第１の変動成分に対し
てはツインロールの速度調整により対処し、第２の変動
成分に対しては高周波磁場発生装置の発生磁場強さの調
整により対処し、さらに溶鋼レベルが所定の範囲を超え
たときはタンディッシュ開度調整ストッパの開度調整に
より対処する。このようにレベル変動の内容に従って役
割分担をさせることにより、常に溶鋼レベルがほぼ一定
となるように制御することができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明による薄板連続鋳造装置の一実
施例を示すものである。

【００１７】この薄板連続鋳造装置は、上部に配置され
たタンディッシュ３と、その下部に配置されたツインロ
ール７Ａ，７Ｂとからなっている。タンディッシュ３は
、ツインロール７Ａ，７Ｂの溶鋼溜めに溶鋼６を注鋼す
るための注鋼ノズル４、および注鋼量を調節するための
機械的な開度調整ストッパ５を備えている。溶鋼溜め内
の溶鋼はツインロール７Ａ，７Ｂの矢印方向の回転によ
り鋳片２を高速で鋳造する。溶鋼溜めはツインロール７
と側面せき８とで囲まれた空間に形成される。注鋼ノズ
ル４を取囲んで、その内部を落下する溶鋼に作用する高
周波磁場を発生する高周波磁場発生装置１４が設けられ
ている。溶鋼レベル検出器１１により検出された溶鋼溜
めの溶鋼レベルの変動内容に従い、溶鋼レベルが所定値
となるように溶鋼レベルコントローラ２０により、開度
調節器１３を介して開度調整ストッパ５の開度が調節さ
れ、あるいは可変電源装置１５を介して高周波磁場発生
装置１４の励磁電流が調節され、それにより発生される
高周波磁場の強さが調節される。

【００１８】溶鋼溜め部の溶鋼を凝固させながら引抜く
ためのツインロール７Ａ，７Ｂは、その回転速度が溶鋼
レベルコントローラ２０からの指令に従い速度調整装置
１６により制御される。

【００１９】次に図１の装置の作用について説明する。

【００２０】溶鋼６を蓄えたタンディッシュ３から溶鋼
６は溶鋼ノズル４中を速い速度でツインロール７Ａ，７
Ｂ間の溶鋼溜めに給湯される。給湯速度は、基本的には
タンディッシュ３の湯面と注鋼ノズル４の下端の開放位
置との差、および開度調整ストッパ５の開度により決定
される。

【００２１】図２に示すように、溶鋼レベルの変化には
時間に対し周期が緩やかではあるが大きく変化する第１
の変動成分２１（破線）と、その変化幅は小さいが数秒
程度の短い周期で激しく変化する第２の変動成分２２（
実線）とがある。従来の竪型の連続鋳造機においては、
鋳造速度が１〜３ｍ／分程度と遅く、かつ、鋳型の容量
が大きいため、溶鋼量が時間に対し周期が大きく変化す
る要素のみをタンディッシュの機械的な開度調整ストッ
パにより調整することのみにより鋳型内の溶鋼レベルの
変化を問題の無い範囲に抑えることが可能であった。

【００２２】しかし、図１の薄板連続鋳造装置のように
数ｍ／秒にも及ぶ速い鋳造速度を有し、かつ、溶鋼溜め
容量が小さい場合には、周期が数秒程度で変化量の小さ
い給湯量の変化すなわち第２の変動成分も直接溶鋼レベ
ルの変化として現われてしまう。また、周期が数秒程度
の変化の激しい溶鋼レベルの変動成分に対しては、機械
的な開度調整ストッパによる注鋼量のタイムリーな調整
は、開度に対する注湯量の非直線性の関係、あるいは機
械的な動作誤差や時間遅れなどの関係があって、ほとん
ど不可能である。

【００２３】図１の装置においては、タンディッシュ３
の開度調整ストッパ５のほかに、注鋼ノズル４に高周波
磁場発生装置１４を配設し、かつツインロール７Ａ，７
Ｂを速度調整装置１６により速度制御することにより、
変化量が大きく周期の緩やかな溶鋼レベルの変化すなわ
ち第１の変動成分２１に対しては速度調整装置１６を介
してツインロール７Ａ，７Ｂの回転速度を調整すること
により溶鋼レベルの調整を行い、変化の小さい周期の短
い激しい変化すなわち第２の変動成分２２に対しては、
高周波磁場発生装置１４に供給する励磁電流を制御して
高周波磁場の強さを調節することにより、その制動作用
により注鋼量を制御し溶鋼レベルが目標レベルＬｒｅｆ
　（図２）となるように制御する。また、上記制御を行
っているにもかかわらず溶鋼レベルが所定の変動範囲を
超えた場合、すなわち上限レベルＬｕ　を上回り、ある
いは下限レベルＬｄ　を下回る場合には、タンディッシ
ュ注鋼部に設けられた機械的な開度調整ストッパ５の開
度調整により注鋼量の制御を行うことにより溶鋼レベル
を常に一定に保つように制御する。

【００２４】以上のように制御することにより、溶鋼レ
ベルの変化内容に従い、ツインロール７Ａ，７Ｂの速度
調整、高周波磁場発生装置１４による磁場調整、および
開度調整ストッパ５の開度調整を選択的に使い分けて注
湯溶鋼量あるいは鋳造速度を調整制御することにより、
たとえ外乱があった場合でも常に一定の溶鋼レベルでの
鋳造を実現することができ、品質の安定した良質の薄板
を高速で連続製造することができ、操業効率の向上を達
成することができる。したがって、ブレークアウトやオ
ーバーフローの無い、安定した操業を行うことができる
。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、高周波磁場発生装置に
よる速応性のある注鋼量制御と鋳造速度の調整機能およ
び機械的なストッパによる注鋼量制御とを巧みに組合わ
せ配置制御することにより、良好な制御性能を持ったシ
ステムを構成することができ、高速鋳造のもとでも溶鋼
レベルを常に一定に保つことができ、品質の安定した良
質の薄板を高速で連続製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薄板連続鋳造装置の一実施例を示
す縦断面図。

【図２】溶鋼溜めの溶鋼レベル変動の態様を説明する説
明図。

【図３】従来の竪型連続鋳造機の一例を示す縦断面図。

【図４】従来のツインロール型連続鋳造機の一例を示す
縦断面図。

【図５】従来の無端ベルト型連続鋳造機の一例を示す縦
断面図。

【符号の説明】

２　　鋳片 ３　　タンディッシュ ４　　注鋼ノズル ５　　開度調整ストッパ ６　　溶鋼 ７Ａ　　ロール ７Ｂ　　ロール １１　　溶鋼レベル検出器 １２　　溶鋼レベルコントローラ １３　　開度調節器 １４　　高周波磁場発生装置 １５　　電源装置 １６　　速度調整装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】注鋼ノズル部に開度調整ストッパを有する
   タンディッシュと、このタンディッシュから供給される
   溶鋼を入側の溶鋼溜めに受け、出側から連続鋳造された
   薄板を排出する薄板連続鋳造ツインロールと、前記開度
   調整ストッパの周りに設けられ、内部を通る溶鋼に高周
   波磁場を与える高周波磁場発生装置と、前記溶鋼溜めの
   溶鋼レベルを検出する検出手段と、この検出手段によっ
   て検出された溶鋼レベルの変動を分析し、緩慢に変化す
   る変動幅の大きい第１の変動成分と急激に変化する変動
   幅の小さい第２の変動成分とを求める変動分析手段と、
   前記第１の変動成分を除去するように前記ツインロール
   の回転速度を調整する第１の制御手段と、前記第２の変
   動成分を除去するように前記高周波磁場発生装置の発生
   磁場の強さを調整する第２の制御手段と、前記溶鋼レベ
   ルが所定の変動範囲を超えたときそれを所定の変動範囲
   内に収めるように前記開度調整ストッパの開度を調整す
   る第３の制御手段とを備えた薄板連続鋳造装置。